ÜÇ BOYUTTAN DAHA FAZLASI

     Yukarı-aşağı, ileri-geri, yana dünya üzerinde bir yere gidecekseniz sadece bu üç boyutu kullanabilirsiniz. Gerçekliğimizdeki her yeri tanımlıyorlar, yoksa tanımlamıyorlar mı? Günümüzde birçok bilim adamı dünyamızın üç boyutlu olmadığını ve bir şekilde hareket edecek başka yönler olduğuna inanıyorlar. Bu gizli boyutları keşfetmek fizik dünyasındaki en büyük ödül niteliğinde. Ayrıca evrene bakışımızı sonsuza dek değiştirecek bir şey.
     Su üstünde yürüyen böcekleri hepimiz biliriz. Bir anda suyun içinden fırlayan balıklar tarafından yutulan suda yürüyen böcekler, bu durumu acaba neden fark edememişlerdir. Yoksa onlara göre havuzun derinliğinin olmaması üçüncü bir boyut olmaması anlamına geliyordu? Bizde su böcekleri gibi gerçekliğin tamamını göremiyor olabilir miyiz?
     İleri derecede şaşı olan insanlar nesnelerin görünümünü üç boyutlu yerine iki boyutlu görür. Beyinin nesneleri üç boyutlu olarak görebilmesi için her iki gözün nesneye odaklanması gerekir. Ancak ileri derecede şaşı olan insanlar da gözün biri bir nesneye odaklanırken diğer göz başka bir nesneye odaklanır, beyin ise her iki nesnenin uzayda aynı yerde olduğunu düşünür. Uzayda nerede olduğu tam olarak bilinmeyen nesneyle etkileşime girmek ve ona doğru hareket edebilmek için beyin ikinci nesneyle ilgili bilgiyi yok sayar. Bu durumda asıl nesne tek göz tarafından odaklandığı için sadece iki boyutlu görünür. Bu durumda iki gözü sağlam olan insanlar, en fazla üç boyutu görebilmesine rağmen diğer boyutları görememede yetersiz kalmış olabilir mi?



“Harvard üniversitesi fizik profesörü Lisa RANDALL üç boyuttan defa fazla boyut olabileceğini düşünen fizikçilerin başında geliyor. Profesör RANDALL’ a göre evrende bulunan dört temel kuvvetten (Güçlü Nükleer Kuvvet, Zayıf Nükleer kuvvet, Elektromanyetik Kuvvet ve Kütle Çekim Kuvveti) biri olan kütle çekim kuvvetinin “nasıl olurda diğer temel kuvvetlerden trilyonlarca kere daha zayıf olur” sorusu gizemini korumaktadır. RANDALL a göre eğer dördüncü boyut doğruysa, kütle çekim kuvvetinin zayıf olmasının sebebi bu boyutta odaklanmış olması ihtimalidir. Elinize aldığınız üç boyutlu küpün kare şeklinde tek bir izdüşümü ya da gölgesi olsa, gölgeye bakarak cismin en fazla iki boyutlu kare şeklinde bir nesne olduğunu söyleyebiliriz. Ancak küpü etrafında döndürerek görüntülere bakıp elde ettiğimiz verileri birleştirerek bunun üç boyutlu bir nesne olduğu çıkarımını yapabiliriz. İki boyut gölgelerin üç boyutlu küpün gerçek şeklini öğrenmemize yardım ettiği gibi, dört boyutlu bir hiper küpü onun üç boyutlu gölgelerine bakarak keşfedebiliriz. Ya da hiper küpün farklı izdüşümlerine bakabiliriz. Göreceğimiz şey tek bir açıdan küp gibi görünen şey olacaktır. Diğer açılardan küp içindeki bir küp gibi görünebilir. İçinde kendini döndürüyor gibi görünebilir. Çünkü biz dördüncü boyutta değiliz, bu yüzden bize tanıdık gelmeyen şeyler yapabilir. ( Alıntı¹)”
     “Fizik Profesörü Timothy MP Tait ( University of California ) evrendeki birçok maddenin üçüncü boyuttan dördüncü boyuta geçip tamamen karanlık hale geldiğini düşünüyor. Başka bir boyutun dördüncü boyutun evrenin en derin sırlarından olan karanlık maddeyi çözmek için kilit nokta olabileceğini düşünüyor. Başka bir boyuta örnek olarak; uzun bir halata uzaktan baktığınızda ince bir nesne gibi görünür, onun genişliğini fark etmezsiniz. Yüzeyinde oturuyor olsaydınız hareket edebileceğiniz başka bir yön de diyebilirdiniz buna. Halata yaklaştığınızda ise büyük uzun bir silindir şeklini alır. Bize hareketsizmiş gibi görünen halata daha da yakla yaklaştığınızda halatın içinde ve etrafında dönen elektronları görebilirdiniz. Hareket halindeki her taneciğin bir enerjisi (Kinetik Enerji ) bulunur. Einstein nin ünlü denklemine göre ( E=M.c² ) enerji varsa kütlede olmalıdır. Fotonlarda ışık molekülleridir, ama fotonların hareket ettiği başka bir yön bulunur. Bu kütlesiz fotonları alıp onları farklı bir boyutta döndürerek karanlık madde molekülü elde edebilir. O zaman karanlık madde bizim göremeyeceğimiz çok küçük bir dördüncü boyut döngüsünde döndüğü için kütlesi var gibi görünüp aslında kütlesiz olan ışıktan oluşuyor olabilir. Ama bu fotonlar ne zaman ve nasıl bizim üç boyutlu dünyamızı terk edip dördüncü boyuta girdi? Bunu anlamak için çocuk bahçesindeki dönen platforma örnek verebiliriz. Dönen platforma çocuğun çıkabilmesi için çocuğun hızının platformun hızına eşit hızda koşmalıdır. Ancak platformun dönüş hızı çocuğun hızından fazlaysa, çocuğun platforma güvenli bir şekilde çıkma imkânı olmaz. Bugün bildiğimiz moleküllerin çoğu bu enerjiye sahip değil. Evren çok gençken çok küçük ve çok sıcaktı, o zamanlar moleküllerin enerjisi çok daha fazlaydı ve farklı boyutlara geçmiş olabilir. O zamandan beri orada tıkılıp kalıp bize karanlık madde gibi görünüyor olabilir.” ( Alıntı² )

     İki foton bükülmüş boyutta zıt yönde hareket ediyorlarsa, nadiren birbirlerine çarpabilirler. Çarpıştıklarında imha olurlar ve bizim üç boyutlu evrenimizde çok büyük bir enerji patlaması oluşturabilirler. Bu olay nadir olsa da dördüncü boyuttaki bu çarpışmaların bir belirti (Gama Işınları ) bırakmaları gerekir. Bu gama ışınlarının izini yakalamak için NASA 2008 de uzaya FERMİ uzay teleskopunu yolladı. Teleskopun amacı patlayan yıldızlar gibi kozmik felaketlerin oluşturduğu verileri yakalamaktı. Elde ettiği verilerle bizim galaksimizin merkezinde bir Gama denizinin olduğunu keşfetti. Ancak, bu sinyalin dördüncü boyuttan geldiğini söylemek daha erken.



     Bilindiği gibi sicim teorisine göre bir maddenin her molekülü ve evrendeki enerji aslında üç değil dokuz boyutta titreyen ufak sicimdir. Sicim kuramı eğer doğruysa uzayda ki her noktada çok sıkı şekilde bükülmüş fazladan altı boyut var demektir. O zaman bu gizli boyutlar fiziğin tüm gizemini çözebilir. Ancak bir sorun var? Sicim kuramı yaklaşık 40 yıl önce ortaya atılmış olmasına rağmen henüz onu destekleyecek bir kanıta ulaşılmamış olmasıdır. CERN de büyük hadron çarpıştırıcısında yapılan deneylerde sicim kuramı ile ilgili kanıtlar aranmaktadır. Şu ana kadar yapılan çarpıştırma deneylerinde milyarlarca veri analiz edilip, atomların yapı taşları olan birçok küçük atom altı parçacıklara rastlandı. Ancak bu her bir parçacığın kalbine uzanan sicimleri gözlemleyemediler. Sicim teorisi sicimlerin atomdan, trilyon, trilyon kere ufak olmak zorunda olduğunu öngörüyor. Ancak sicimlerin kıvrılmış altı boyutunu ve temellerini görebilmek için, neredeyse idrak edilemeyecek derecede enerji seviyesi gerekir. Bu yüzden sicimleri gözleyebilmek için belki samanyolu büyüklüğünde BHÇ ( Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ) yapmak gerekebilir?



     Dünyanın en önde gelen sicim teoristlerinden biri olan Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara Fizik Bölümü profesörü Joe Polchinski dir. “Doğanın yapı taşlarının çok küçük olması gerektiğini biliyoruz. Eğer bu yapı taşları sicimlerse demek bu çok aldatıcı, orda olduklarını nerden bilebiliriz. Bu yüzden zorlu bir şey. Bunun için yapılan matematiksel hesaplar fiziksel resimle uyuşmuyordu. Burada çıkan sonuca göre sicimlerin yetersiz olma sorununun bulunmasıdır. Matematiksel hesapların bize söylediği, başka bir nesnenin olmasıydı. Biz sicimlerin kaynağı olan bu nesnelere D-brane ( D-parçaları ) adını verdik. D-braneler yüksek boyutlu nesnelerdir. İki, üç hatta daha fazla boyutlu olabilirler. D-braneler iki boyutlu örümcek ağları gibi esnektirler, örümcek ağları gibi esneyip bükülecekleri gibi esneyip bükülebilir. İki dal arasında sıkışmış örümcek ağlarından farklı olarak D-braneler sonsuz uzayda evrenin bir ucundan diğer ucuna gidebilecek kadar esneyip bükülebilir. Evrenimizin tamamı üç boyutlu bir D-brane. Evrendeki tüm sicimleri tüm maddelerin hapsolduğu bir uzay boşluğu olabilir. O zaman dördüncü boyutunda bir atomun parçası kadar olması gerekmez, daha büyük olabilir.” ( Alıntı³ )
     Dördüncü boyutun keşfi bilim dünyasındaki en büyük keşif olabilir. Bunula birlikte bir felaketi de yanında getirebilir mi? Belki de dördüncü boyutu kanıtlayacak deney, bizim dünyamızda bir karadelik oluşturabilir mi? CERN de yapılan çalışmalarından biride karadelik oluşturma çabalarıdır. Çarpıştırıcı deneyinin sözde mikroskobik karadelik oluşturması oldukça olası bir durumdur. Bu kara delik, çekirdeğin çok sıkışıp hiçbir şeyin kütle çekiminden kaçamadığı yıldız patlamalarından oluşan türde bir karadelik değil aslında. Çarpıştırıcı iki parçacığı yeteri kadar yakınlaştırırsa ve fazladan boyutlar yeteri kadar büyük olursa, yerçekimi tahmin edilenden çok daha fazla kuvvetlenip iki parçacığı ufak atom altı karadelik oluşturacak kadar sıkıştırabilir. Ancak şuan için korkmaya gerek yok çünkü oluşması planlanan karadelik o kadar küçük ki saliselik bir zaman aralığında buhar olup yok olacak. Ancak yapılan deneylerde şuana kadar bir kara delik oluşumuna rastlanmadı.



“Elimizde iki çeşit sicim olsun, Sonlu sicimler ile kapalı döngülü sicimler. Sonlu sicimlerin uçları herhangi bir yerde olmak zorunda. Daha yüksek boyutlu uzay içerisinde herhangi bir yerde olamazlar. Bir parçacığın yüzeyinin üzerinde olmak zorundalar. Ortaya çıkana göre yerçekimi dışında bildiğimiz her şeye ayrıca bir birini etkileyebilecek güçler bu mekanizma yoluyla bir yüzeyde ( zarda ) toplanmış olabilir. Çünkü kütle çekimi asla açık sicimle birleştirilemez. Yerçekimi bir kapalı sicimle birleştirilmiştir ve kapalı sicimlerin sonu yoktur. Bir kapalı sicim her yerde olabilir. Yer çekimi çok güçsüz olabilir, çünkü kapalı döngülü sicimlerin taşıdığı bu güç, alancıklar zarımızdan ayrılıp dördüncü bir boyut tarafından bizden ayrılan paralel evren yerine dünyamızda yoğunlaşmış olabilir. Arkamızda bulunan iki binanın iki farklı yüzeyi ( zarı ) temsil ettiğini hayal edin. Bu durumda biz belki de bu bina ve yüzeyden sadece birinde yaşamaktayız. Yerçekimi diğer binada yoğunlaşırsa bizlerde kütle çekimini takip eder dururuz. İşte bu kütle çekimin bizler için neden bu kadar zayıf olduğunu açıklayabilir. Gravitonlar ( Kuvvet alanı) yüzeyler arasında özgürce dolaşırlar. Ancak kütle çekimi paralel evrende o kadar büyüktür ki uzayı bizden daha küçük şekilde trilyonlarca kez sıkıştırır. Bu iki evren arasındaki uzay bükülmüş olur. Gravitonlar yoğun kütle çekimi zarından uzaklaşıp bizim evrenimize geçince genişler ve güçsüzleşirler.” ( Alıntı¹) Dokuz boyut mu var? Yoksa sadece bir mi? Bu saklanmış uzay küçük döngüler içerisinde eğrilmiş ya da bükülmüş müdür? Henüz bilmiyoruz. Ama bir şeyden kesinlikle emin olabiliriz. Sadece gördüğümüz şey, Yaşadığımızı düşündüğümüz üç boyutlu dünyadır. Gerçeklik kesinlikle çok daha garip bir şey.

Alıntı¹: Harvard üniversitesi fizik profesörü Lisa RANDALL

Alıntı²: Fizik Profesörü Timothy MP Tait ( University of California )

Alıntı³: Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara Fizik Bölümü profesörü Joe Polchinski